土壤表面不平度分形特性的图像分析方法

研究了分形几何理论和图像处理技术在土壤表面不平度分形维数计算方法中的应用。利用分形几何的相关理论针对图像预处理后的表面形貌的图像数据建立数学模型,得到可以表征土壤表面不平度的分形参数。为此,共选择了3种不同耕作方式的土壤表面作为研究对象,运用自行设计的程序进行了表面分形维数的计算。结果表明:不同类型表面的分形维数相差较大,利用分形维数能够进行土壤表面不平度的有效表征,同时能对不同类型的土壤表面进行准确分类。     

神农蜣螂前胸背板表面形态分形及润湿性

采用 3D SRAT 1型轮廓仪对神农蜣螂 (Catharsius molossus L innaeus)前胸背板表面形态进行了定量测量 ,在 JC2 0 0 0 A型表面张力 /接触角测量仪上测量了水与前胸背板表面的接触角 ,并基于分形理论对其表面轮廓进行了分析。研究表明 :神农蜣螂前胸背板表面呈现分形特征 ,由结构函数法和变分法估算的沿前胸背板表面纵向轮廓线的分形维数分别为 1.877和 1.86 8;水在神农蜣螂前胸背板表面上的表观接触角为 91°～ 10 6 .5°,其平均值为 97.2°,表现了很强的疏水性     

神农蜣郎前胸背板表面形态分形及湿润性

采用3D-SRAT-1型轮廓仪对神农蜣螂(Catharsius molossus Linnaeus)前胸背板表面形态进行了定量测量,在JC2000A型表面张力/接触角测量仪上测量了水与前胸背板表面的接触角,并基于分形理论对其表面轮廓进行了分析.研究表明神农蜣螂前胸背板表面呈现分形特征,由结构函数法和变分法估算的沿前胸背板表面纵向轮廓线的分形维数分别为1.877和1.868;水在神农蜣螂前胸背板表面上的表观接触角为91°～106.5°,其平均值为97.2°,表现了很强的疏水性.     

活塞销表面分形特性研究

分形理论在许多工程技术领域得到了应用,对机械加工金属表面轮廓的研究表明：分数维可用于表征粗糙表面,应用分形理论,通过实验及计算,求出活塞销外圆表面的分数维和特征长度,为精加工表面特性研究提供了新途径。     

土壤表面分形表征效果对比

分形是研究土壤表面不平度的有效方法,选择合适的分形维数计算方法是准确表征表面轮廓的关键。利用W〖CD*2〗M理论分形曲线对常用于计算表面轮廓分形维数的4种方法进行评价,结果显示均方根法在表征分形维数介于1.2~1.6的表面轮廓时精度最高;均方根法在表征实测土壤表面时的适应性强,无标度区间宽。根据表面轮廓的均方差与区间尺度呈比例的性质改进了均方根法,理论轮廓曲线的计算结果显示其精度明显提高,为准确描述土壤表面的复杂特性提供了一种有效的方法。     

车削加工表面的分形特性研究

利用触针式轮廓仪对车削加工的表面轮廓进行了测量，分析了不同工艺参数对表面分形维数D和表面粗糙度参数Ra的影响。研究结果表明，分形维数D与表面粗糙度参数Ra有一定的对应关系，但线性关系并不明显，D与Ra反映了表面质量的不同方面；车削时，进给量对分形维数的影响较大，而切削速度的影响不明显；碳钢的分形维数比铝合金的要小。     

结合面接触刚度分形模型研究

指出了以往有关粗糙表面接触刚度理论研究工作的缺陷与不足,在一定的前提下,基于球体与平面的接触理论和粗糙表面的接触分形理论,同了具有尺度独立性的结合面接触刚度分形模型,并进行了数字仿真研究,仿真结果与实验研究结果相一致。     

信鸽表面形貌的分形特性

分析了信鸽表面形貌的非光滑特性,并利用激光三维扫描控制系统获取了信鸽背部、胸部及翅膀表面的三维信息,基于分形理论对其表面进行了研究,采用计盒维数方法计算出了信鸽的背部、胸部及翅膀表面面维数和线维数,并分析了其分布。结果表明,信鸽的背部、胸部及翅膀表面均呈现分形特征,面维数范围为:2.8988～2.9788,线维数的范围为:1.0002～1.0247,信鸽表面形貌的分形特性研究为定量分析信鸽表面在空气介质中的减阻机理提供了基础信息。     

分形理论及其在地学领域中的应用

介绍了分形这一新兴的理论,针对分形理论的现状,对分形理论在地学领域中的应用做了总结,在此基础上对分形理论未来的应用方向与发展前景进行了展望。     

基于分形理论的土壤粗糙指数与孔隙率映射规律研究

为建立土壤表层孔隙率与表面粗糙程度之间的关系,提出了一种采用立体表面积对土壤表面粗糙性状进行覆盖的分形分析方法.该方法结合地面激光扫描仪快速测得的地表原始不平度数据,可直接测定出土壤表面分维值D∈[2,3).为进一步探讨地表粗糙的细节信息,将立体表面积法引入到多重分形分析中,计算了各多重分形的谱参数.分析结果表明,单一分形维数Dl、Dr,多重分形谱参数α｜fmax、△α均能够有效地反映地表粗糙程度,在忽略耕作方式影响的前提下,α｜fmax与表层土壤孔隙率的线性相关性最高(R2=0.7014).因此利用土壤表层粗糙程度的分形参数进行土壤表层孔隙率的预测是可行的.     

基于分形的柴油机故障诊断技术

实测了S195型柴油机正常状态及处于不同故障状态的缸体表面振动信号，利用分形理论对数据进行分析，计算了不同工况下振动曲线样本的分形维数，将其用于描述缸体在不同状态时表现的非线性行为。结果表明，当柴油机处于不同状态时缸体振动信号的分形维数是不同的，可以将其作为故障分析与诊断的依据之一。     

路表不平的分形特征

介绍了分形及分形维数的基本概念,用分形方法对道路表面进行了分析,并提出了表观分形维数的概念。分析表明,道路表面具有不规则性和统计自相似性,即每一部分都可视为整体缩小尺度之后的相似形。以现有的道路表现功率谱数据为例,根据频谱方法对其分形进行计算,表明测度（功率谱）与尺度（频率）在双对数坐标上呈线性关系,即具有标度不变性,呈现明显的分形特征。道路表现越平坦,其分形维数值越高。表观分形维数结合分形维数的     

分形理论在农田土壤风蚀研究中的应用现状及其展望

土壤是一种由不同颗粒组成的具有不规则形状和自相似结构的多孔介质,具有分形特征。本文在对分形理论进行简要阐述的基础上,介绍了分形理论在农田土壤风蚀研究中取得的成果,应用分形理论研究风蚀土壤的性质是一种新的途径和具有广泛代表性的方法,最后对分形理论在农田土壤风蚀研究中的应用前景作了展望。     

基于接触分型理论的结合面切向接触刚度分形模型

以球体与平面接触时的切向接触刚度以及粗糙平面接触的分形理论为基础，基于3个假设，即粗糙表面的微观形貌各向同性，粗糙表面上各微凸体之间的相互作用可以忽略不计，各微凸体所受的力与其接触面积的大小成正比，从理论上提出了具有尺度独立性的结合面切向接触刚度分形模型，并进行了定性的实验验证，说明了该模型的正确性。     

两种高聚物减粘材料在自由式磨料磨损中的分形特性

减粘材料超高分子量聚乙烯 ( UHMWPE)和聚四氟乙烯 ( PTFE)在自由式磨料磨损中 ,自由磨料对固体表面层的磨损作用带有一定的随机性 ,其磨损表面形貌是不规则的 ,这种具有随机性的不规则磨损表面形貌有着一定尺寸范围内的分形结构。利用分形几何学理论与方法探讨自由磨料对减粘材料UHMWPE和 PTFE的分形维数特征 ,为定量地评价两种高聚物自由式磨料磨损表面特征提供了一种新的方法。本文利用 SEM线扫描方法测量了两种材料 UHMWPE和 PTFE及其对比材料 45钢磨损表面粗糙度 ,并利用分形几何学原理初步探讨了在两种不同滑动速度和两…     

基于接触分形理论的结合面切向接触刚度分形模型

以球体与平面接触时的切向接触刚度以及粗糙平面接触的分形理论为基础 ,基于 3个假设 ,即粗糙表面的微观形貌各向同性 ,粗糙表面上各微凸体之间的相互作用可以忽略不计 ,各微凸体所受的力与其接触面积的大小成正比 ,从理论上提出了具有尺度独立性的结合面切向接触刚度分形模型 ,并进行了定性的实验验证 ,说明了该模型的正确性。     

基于分形理论的稻种特征提取方法研究

利用分形几何描述不规则形体的优势,分别研究稻种的轮廓与表面茸毛分布的分形特性,探讨了用两者的盒维数描述稻种的形状特征与纹理特征的可行性.研究结果表明,两者均具有分形特性.同时,将基于传统欧氏几何的形状、纹理特征与基于分形几何的盒维数相结合构成特征向量作为径向基函数(RBF)神经网络的输入,使识别正确率明显提高.     

基于分形维数的表面粗糙度实时监测

零件的表面粗糙度是影响零件加工质量的因素之一,目前企业通常采用抽检形式结合轮廓仪等设备对零件进行表面粗糙度测量.此类离线检测方法在大部分企业的质量管理模式中较常见,但存在漏洞,由于是抽样检测,因此可能存在部分有质量缺陷的零件未被检测到,导致废品率的产生,增加了成本.基于分形维数理论,研究了一种在零件加工时对表面粗糙度进...     

活塞销表面分形维数与传统参数模糊逻辑关系

用表面轮廓仪测量磨削加工的活塞销轴,得到各试件粗糙轮廓算术平均偏差、轮廓微观不平度平均间距数值。采用功率谱密度法计算各轮廓的分形维数,应用模糊数学理论,求出分形维数与高度及间距参数的模糊逻辑关系。该方法可望用于磨削加工表面的微观几何形状误差的识别与分类。     

犁耕土壤表面的三维分形插值重构

利用非接触式激光地面不平度仪测量三维犁耕地面不平度,采用不同的剔除率,对剔除后的犁耕地面不平度数据进行了三维分形插值重构,使用统计特性参数及分形特性参数对原始测量的犁耕地面不平度与插值重构后的犁耕地面不平度进行对比分析。研究结果表明:在剔除率小于80%的前提下,使用三维分形插值方法可重构出三维犁耕土壤表面,真实表达了原始的三维犁耕表面;并可得出犁耕土壤不平度的纵向无标度区间为459 mm,横向无标度区间为23 mm。这对三维犁耕地面不平度的最小测量间距提供了理论依据,为三维犁耕地面不平度重构提供了实用方法。